## Pengaruh Manipulasi Nilai Kontras, Kecerahan Dan Warna Gambar
Terhadap Rating Image Marker Pada Augmented Reality
Putri Mandarani 1 , Nandi Ade Suhendri 2
Jurusan Teknik Informatika Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Padang
E-mail 1 : pmandarani2@gmail.com

## Abstract
Image  is  one  of  the  most  popular  markers  on  the  marker  tracking  method  of  augmented  reality.  The device's detection process against image markers is based on features that are formed from  the angle of the  pattern  in  the  image.  Images  are  made  into  markers  with  the  help  of  target  management  system (TMS) using the grayscale version of the image. To determine the quality of the image marker, TMS will assign a rating to each image used as a marker. The higher the rating obtained the better the image as a marker and the  better the detection  process by the  device. The high  rating is derived  from the  number and distribution of features and patterns that are not repeated. The number of features can be upgraded one  of  them  by  the  brightness  and  /  or  contrast  manipulation  adjusted  to  the  characteristics  of  each image.

## Intisari
Gambar  adalah  salah  satu marker yang  popular  pada  metode marker  tracking pada augmented  reality. Proses pendeteksian oleh perangkat terhadap marker gambar didasarkan pada fitur yang terbentuk dari sudut pola yang ada pada gambar. Gambar dibuat menjadi marker dengan bantuan target management system (TMS)  dengan  memakai  versi  grayscale  dari  gambar.  Untuk  menentukan  kualitas  dari marker gambar,  TMS  akan  memberikan rating pada  setiap  gambar  yang  digunakan  sebagai marker. Semakin tinggi rating yang  didapat  semakin  baik  gambar  sebagai marker dan  semakin  baik  pada  proses pendeteksian oleh perangkat. Rating yang tinggi didapat dari jumlah dan distribusi fitur serta pola yang tidak berulang. Jumlah fitur dapat dtitingkatkan salah satunya dengan manipulasi  kecerahan dan atau kontras yang disesuaikan dengan karakteristik setiap gambar.
Kata kunci : Augmented reality, Marker gambar, rating marker, Vuforia, fitur, warna, intensitas tonal, kontras, kecerahan, pengolahan citra
1. Pendahuluan
Marker adalah  komponen  terpenting  pada metode marker  tracking [1] .  Marker gambar dibuat  dari  gambar  digital  yang  diunggah  ke web API[2]. Gambar digital memiliki beberapa  komponen  seperti  kontur,  tekstur, bentuk,  kecerahan,  kontras,  warna.  Warna pada  gambar  digital  memberikan  persepsi visual  pada  manusia,  sehingga  objek  atau bentuk  dapat  dilihat  dan  dibedakan.  Pada proses digitalisasi gambar, ada tiga buah filter digunakan  untuk  mengektraksi  intensitas warna yaitu merah, hijau dan biru [3]. Marker gambar  dibuat  pada  TMS  yang  mengektraksi fitur  yang  terbentuk  dari  sudut  pola  pada gambar[2],  pola  atau  bentuk  pada  gambar dapat  dipersepsikan  karena  adanya  komponen warna,  kecerahan,  kontras  dan  kontur  [3]. pembuatan marker gambar pada TMS Vuforia akan  memberikan rating terhadap  kualitas
gambar  yang  akan  digunakan  sebagai marker . Rating diberikan 1 sampai 5 bintang, penilaian ini pada dasarnya pada bentuk sudut dan tonal warna  gambar  kemudian  terbentuk  fitur. Pendeteksian fitur dilakukan pada setiap piksel gambar  yang  mengandung  fitur  kemudian bentuk sudut yang mempunyai fitur terdistribusi  dan  tidak  pada  pola  yang berulang[2][4].
Semakin  tinggi rating yang  didapat  pada gambar  target,  semakin  baik  pada  proses pelacakan  dan  pendeteksian  target marker gambar. Rating yang  rendah  pada  gambar dapat ditingkatkan dengan menguatkan kontras  gambar  sehingga  tepi  sudut  pola  pada gambar  semakin  jelas  dan  tajam.  pada  proses pendeteksian dan pelacakan marker pencahayaan pada lingkungan dapat berpengaruh  [5],  perlu  pencahayaan  yang cukup untuk pelacakan marker agar terdeteksi, intensitas  cahaya  akan  membuat  perangkat
lebih cepat mendeteksi marker dan
mempengaruhi kecepatan pada proses pelacakan marker [5][6][7].  Peningkatan kecerahan  pada  gambar  juga  meningkatkan intensitas  cahaya  pantulan  dari  gambar[3]. Namun  hal  ini  apakah  juga  berpengaruh terhadap  peningkatan rating yang  didapat gambar  pada  TMS.  Dan  bagaimana  pengaruh warna gambar yang dimanipulasi nilai kontras dan  kecerahannya  atau  keduanya  terhadap rating yang didapat.
2. Metodologi Penelitian ini menggunakan pendekatan eksperiman  terhadap  sampel  gambar  yang dimanipulasi  kontras  dan  kecerahannya  pada Adobe  Photoshop  CS  versi legacy dari Photoshop.  Alasan  penggunaan  versi  lama karena  penambahan  nilai  masih  dilakukan pada seluruh intensitas piksel yang disesuaikan  dengan  koreksi,  pada  versi  CS3 keatas  Photoshop  menggunakan  algoritma yang  dikembangkan  yang  disesuaikan  dengan kebutuhan  pengeditan  photo[17].  Kemudian gambar  di upload sebagai marker pada  web API  Vuforia  untuk  melihat  fitur  dan rating yang  didapat, rating atau  fitur  yang  didapat akan  menjadi  acuan  bagaimana  pengaruh percobaan  ini  dan  dibantu  dengan  histogram gambar  untuk  melihat  distribusi  intensitas piksel.

## 3. Hasil dan Pembahasan
Seperti  yang  dikatakan  pada  penelitian sebelumnya bahwa tonal abu-abu pada gambar berwarna  atau  pun  grayscale  memiliki histogram  yang  sama  [4]  dan  Vuforia  bekerja pada  skala  abu-abu[2].  Pada  percobaan  warna gambar yang dibuat persegi dengan warna red , green dan blue .  Fitur  yang  didapat  pada gambar  warna  RGB  memiliki  jumlah  fitur yang  sama  persis  yaitu  4  diwakili  dengan tanda  kuning  yang  dikonversi  oleh  Vuforia kedalam bentuk intensitas abu-abu.
3.1 Eksperimen warna

## Gambar 1. Warna pada intensitas abu-abu pada Vuforia
Pada  gambar  1  diatas  jelas  bahwa  Vuforia memakai  versia  abu-abu  atau grayscale pada sebuah  gambar  yang  di  jadikan marker . Kesimpulan di eksperimen diatas sama dengan penelitian  sebelumnya[4]  bahwa  warna  tidak berpengaruh terhadap marker yang berpengaruh  dari  warna  gambar  adalah  nilai intensitas  warna  atau  tonal  yang  membuat corak pada gambar dapat terlihat.

## 3.2 Eksperimen intensitas tonal dan fitur
Pada  percobaan  ini  dilihat  bagaimana  nilai intensitas  tonal  berpengaruh  terhadap  fitur yang  didapat  dengan  memanipulasi  kontras, kecerahan dan gabungan kontras dan kecerahan  dengan  sampel  dengan  latar  hitam dan  putih  dengan  nilai  intensitas  gambar gelap(0.0.0) dan gambar terang (255.255.255). Manipulasi  nilai  pada  skala  nilai  15  untuk kecerahan dan kontras baik pada pengurangan maupun penambahan.
∑=27,73
∑=225,27
Setiap  intensitas  pada  kotak-kotak  tersebut ditambah  dengan  10  untuk  latar  gelap  dan dikurang 10 untuk latar terang.
Gambar 2. Fitur sebelum dilakukan manipulasi kontras dan kecerahan
Titik  kuning  pada  gambar  adalah  fitur  yang menjadi  salah  satu  acuan  untuk  pemberian rating pada marker gambar.
3.3 Manipulasi Kecerahan

## Tabel 1. Manipulasi Kecerahan
Manipulasi nilai Histogram Latar hitam dan rata-rata intensitas (luminosity) Histogram Latar putih dan rata-rata intensitas (luminosity) 0 ∑=27,73 ∑=225,27 +15 ∑=42,74 ∑=232,53 +30 ∑=57,73 ∑=238,85 -15 ∑=19,72
∑=210,27
-30
∑=12,78
∑=195,27
Penambahan nilai kecerahan menggeser
intensitas  tonal    pada  histogram  kearah  kanan yang  membuat  gambar  menjadi  lebih  terang, sedangkan  pengurangan  kecerahan  menggeser intensitas  tonal  histogram  ke  arah  kiri  atau kearah yang lebih gelap.

## Gambar 3. Diagram pengaruh manipulasi kecerahan terhadap fitur gambar
Jika  dilihat  dari  diagram  bahwa  pengaruh manipulasi  nilai  kecerahan  terhadap  intensitas tonal gambar mempunyai perbedaan, menambah  kecerahan  dapat  menghilangkan banyak  fitur  pada  gambar,  terutama  pada gambar  dengan  latar  terang  dan  corak  yang cenderung  terang,  sedangkan  mengurangi kecerahan  pada  latar  gambar  yang  terang dengan  corak  yang  gelap  dapat  membatu meningkatkan fitur.

## 3.4 Manipulasi Kontras
Tabel 2. Manipulasi kontras Manipulasi nilai Histogram Latar hitam dan rata-rata intensitas (luminosity) Histogram Latar putih dan rata-rata intensitas (luminosity) 0 ∑=27,73 ∑=225,27 +15 ∑=29,90 ∑=222,68 +30
∑=32,95 ∑=219,00
-15
∑=27,71 ∑=225,42 -30 ∑=27,57 ∑=225,20
Penambahan kontras membuat intensitas tonal pada histogram
menjadi rata dan meningkatkan sedikit nilai intensitas.

## Gambar 4. Diagram pengaruh manipulasi kontras terhadap fitur gambar
Jika  dilihat  dari  diagram  bahwa  pengaruh manipulasi  dengan  menambah  kontras  dapat meningkat  fitu  baik  gambar  latar  gelap maupun  latar  terang,  penambahan  kontras sangat  membantu  meningkatkan  fitur  gambar sehingga  dapat  meningkatkan rating marker. Fitur  bertambah  karena  corak  menjadi semakin  jelas  akibat  penambahan  kontras sehingga  intensitas  tonal  semakin  tajam  dari warna  latar  gambar  sehingga  sudut  pola semakin jelas.

## 3.5 Manipulasi Kontras dan Kecerahan Tabel 3. Manipulasi kontras dan kecerahan
Manipulasi nilai Kecerahan /kontras Histogram Latar hitam dan rata-rata intensitas (luminosity) Histogram Latar putih dan rata-rata intensitas (luminosity) 0/0 ∑=27,73 ∑=225,27
+15/+15 ∑=45,33 ∑=230,97 +15/-15 ∑=42,72 ∑=234,82
-15/+15
∑=20,69 ∑=207,85
-15/-15 ∑=17,75
∑=210,41
Gambar 5. Diagram pengaruh manipulasi kecerahan dan kontras terhadap fitur

## gambar
Pada  eksperimen  ini  nilai  kecerahan  dan kontras  ditambah  dan  dikurangi,  hasil  yang didapat pada eksperimen ini terhadap pengaruh  fitur  gambar  berbeda-beda.  Pada penambahan kontras dan kecerahan yang sama untuk  gambar  latar  terang  mengurangi  sedikit fitur,  sebaliknya  fitur  pada  gambar  latar  gelap bertambah. Sedangkan pada pengurangan nilai kontras  dan  kecerahan  yang  sama  fitur  pada gambar  latar  terang  meningkat,  dan  fitur  pada gambar latar gelap berkurang. Pada pengurangan  dan  penambahan  kontras,  fitur pada  gambar  latar  terang  meningkat  dan  pada latar gelap meningkatkan sedikit fitur pengurangan  kecerahan  dan  penambahan kontras  sangat  siginifikan  dalam  menambah fitur  pada  gambar  dengan  latar  terang  seperti sampel B.

## 3.6  Pengaruh  manipulasi  terhadap  fitur dan rating
Pada eksperimen ini akan dilihat pengaruh manipulasi  kecerahan  dan  kontras  terhadap rating yang  didapat marker , rating yang didapat setelah manipulasi nilai akan dibandingkan dengan rating sebelum
manipulasi dilakukan.
Sampel A
∑=58.53 Rating awal 3 bintang Sampel B ∑=204.42 Rating awal 3 bintang Sampel C ∑=65.08 Rating awal 3 bintang 3.7 Pengaruh kecerahan terhadap fitur dan
rating

## Gambar 6. Pengaruh manipulasi kecerahan terhadap jumlah fitur
Pengaruh  manipulasi  kecerahan  terhadap  fitur antara  sampel  gambar  A,B  dan  C  Berbeda- beda,  pengurangan  kecerahan  pada  sampel  A dan  C  menyebabkan  hilangnya  banyak  fitur karena  fitur  yang  berada  pada  pola  dengan tonal  gelap  sedangkan  pada  sampel  B  fitur meningkatkan.  Menambah  kecerahan  hanya menambah sedikit fitur pada sampel A dan C, pada sampel B menambah kecerahan menurunkan  jumlah  fitur  yang  ada.  Secara keseluruhan  menambah  kecerahan  membuat gambar  menjadi  semakin  terang.  Berikut diagram rating yang  didapat  pada  setiap manipulasi nilai kecerahan.
Gambar 7. Diagram pengaruh manipulasi kecerahan terhadap rating
Dilihat  dari  diagram  diatas  menambah kecerahan  pada  gambar  dengan  latar  gelap seperti  sampel  A  dapat  meningkat rating sedangkan  pada  sampel  B  yang  mempunyai latar  putih  menambah  kecerahan  menurunkan rating marker yang didapat.
3.8  Pengaruh  kontras  terhadap  fitur  dan rating
Gambar 8. Pengaruh manipulasi kontras terhadap jumlah fitu r
Dilihat dari diagram, menambah kontras dapat meningkatkan
fitur dan sebaliknya
mengurangi  kontras  dapat  mengurangi  fitur pada  gambar.  Dengan  peningkatan  fitur  pada gambar  akan  membantu  dalam  meningkatkan rating  marker yang  didapat.  Pengaruh penambahan dan pengurangan kontras terhadap  fitur  pada  gambar  berbeda-beda tergantung dari karakteristik setiap gambar.
Gambar 9. Diagram pengaruh manipulasi kontras terhadap rating
Peningkatan  fitur  pada  manipulasi  kontras membantu dalam meningkatkan rating marker, sebaliknya  pengurangan  kontras  mengurangi fitur  yang  ada  pada  gambar  dan  mengurangi rating yang didapat. Secara umum penambahan  kontras  pada  gambar  membantu meningkatkan rating marker .
3.9  Pengaruh  kecerahan  dan  kontras terhadap fitur dan rating
Gambar 10. Diagram pengaruh manipulasi kecerahan dan kontras terhadap fitur
gambar
Pengaruh manipulasi gabungan antara kecerahan  dan  kontras  pada  fitur  gambar berbeda-beda  tergantung  dari  karakteristik setiap  gambar.  Pada  sampel  A  fitur  paling tinggi didapat saat penambahan kecerahan dan kontras, Sampel B saat pengurangan kecerahan dan penambahan kontras,
sedangkan  sampel  C  saat  penambahan kecerahan  dan  penambahan  kontras  dan  saat pengurangan  kecerahan  dan  penambahan kontras.  Pada  sampel  B  penambahan  pada kecerahan dan kontras justru mengurangi fitur. Jika  dilihat  dari  sampel,  sampel  B  adalah gambar  dangan  latar  putih  murni  dan  pola yang cenderung terang.
Gambar 11. Diagram pengaruh manipulasi kecerahan dan kontras terhadap rating
Pada  pengaruh  manipulasi  kecerahan  dan kontras terhadap rating sama dengan pengaruh terhadap fitur gambar.

## 4. Kesimpulan dan Saran
Kesimpulan  yang  didapat  pada  penelitian  ini yaitu :
a. Marker gambar  pada  Vuforia  diproses dalam  skala  abu-abu  atau grayscale ,  warna tidak  terlalu  berpengaruh  terhadap marker gambar,  yang  berpengaruh  adalah  tonal  pada warna  yang  memberikan  persepsi  terang  dan gelap pada pola gambar.
b. Peningkatan  fitur  untuk  meningkatkan rating  marker dapat  dilakukan  dengan memanipulasi  kecerahan  dan  kontras  gambar, keduanya dapat disesuaikan dengan karakteristik  tonal  gambar.  Pada  latar  gambar dengan  tonal  dan  pola  yang  cenderung  terang dapat  disesuaikan  dengan  mengurangi  nilai kecerahannya, atau dengan menambah kontras gambar,  pengurangan  nilai  kecerahan  yang sesuai  pada  gambar  dengan  latar  putih  dan pola  cenderung  putih  dapat  membantu meningkatkan fitur pada gambar. Dan penambahan  kontras  berpengaruh  pada  semua gambar, rating marker akan  meningkat  jika fitur  meningkat  dan  distribusi  fitur  merata serta tidak pada pola yang berulang.
c. Eksperimen  selanjutnya  adalah  bagaimana pengaruh  gambar marker yang  dimanipulasi nilai  kontras  dan  atau  kecerahannya  terhadap
proses pendeteksian marker gambar.
Mengingat pada penelitian terdahulu intensitas cahaya  berpengaruh  terhadap  pendeteksian.
Penambahan  kecerahan  dan  atau  kontras  akan mempengaruhi  intensitas  piksel  dan  tonal sehingga  berpengaruh  terhadap  pantulan cahaya  yang  datang  saat  proses  pendeteksian marker .

## 5. Ucapan Terima Kasih
Peneliti  mengucapkan  terima  kasih  kepada Direktorat  Riset  dan  Pengabdian  Masyarakat,
Direktorat  Jenderal  Penguatan  Riset  dan Pengembangan  Kementrian  Riset,  Teknologi dan  Pendidikan  Tinggi  yang  telah  membiayai penelitian ini sesuai dengan Kontrak Penelitian Nomor : 312/27.O10.5/PN/II/2018.
6. Daftar Pustaka
[1]  Siltanen,  Sanni. Theory And Applications Of  Marker-Based  Augmented  Reality.
Finland: VTT. 2012.
[2] Optimizing Target Detection And Tracking  Stability .  Diakses  :  4  April 2018, 24:07 WIB Sumber: https://library.vuforia.com/articles/Soluti on/Optimizing-Target-Detection-and- Tracking-Stability.html
[3]  Sutoyoso,T.  Dkk. Teori    Pengolahan Citra Digital. Yogyakarta : Andi. 2009.
[4]  Ibanez,  Alexandro  Simonetti  dan  Josep Parades  Figuares.  2013. Voforia  v1.5 SDK:  Analysis  And  Evaluation  Of Capabilities. Master  Thesis.  Catalunya:
Universitat Politecnica de Catalunya.
[5]  Pentenrieder,  Katharina,  Peter  georg meier,  Gudrun  Klinker. Analysis  Of Tracking  Accuracy  For  Single  Camera Square-Marker-Based  Tracking . Journal Researchgate . 2014.
[6]  Yudiantika,  Aditya  Rizki,  Bimo  Sunarfi Hantono,  Selo  Sulistyo.  “ Pengaruh Karakteristik  Dan  Pencahayaan  Objek Terhadap  Pelacakan  Tanpa  Penanda Dalam  Ruang  Tertutup  Pada  Aplikasi Mobile Augmented Reality ”. 2014.
[7]  Setyawan,  Risyan  Arif  dan  Afdhol Dzikri. Analisis  Penggunaan  Metode Marker Tracking Pada Augmented Reality  Alat  Musik  Tradisional  Jawa Tengah . Journal  SIMETRIS :  vol  7,  295- 304. 2016.
[8]  Azuma, Ronald T. A survey of augmented reality. Teleoperators and virtual enveronments : 355-358. 1997.
[9]  Munir,  Rinaldi. Pengolahan  citra  digital dengan  pendekatan  algoritmik, Bandung
:informatika. 2004.
[10] View  Histogram  And  pixel  Values .
Diakses  :  8  Mei  2018,  10:54  WIB
Sumber: https://helpx.adobe.com/in/photoshop/usi ng/viewing-histograms-pixel-values.html
[11] Understanding Digital Camera Histograms Tones and Contrast .  Diakses :  6  Mei  2018,  05:11  WIB  Sumber: https://www.cambridgeincolour.com/tuto rials/histograms1.htm
[12] Grayscale - Wikipedia .  Diakses : 16 Mei
2018, 24:45 WIB Sumber: https://en.wikipedia.org/wiki/Grayscale
[13] Gamma  correction  -  Wikipedia .    Diakses
:  16  Mei  2018,  24:50  WIB  Sumber: https://en.wikipedia.org/wiki/Gamma_cor rection
[14] GIMP  -  Luminosity Masks .    Diakses  :  21
April 2018, 23.26 WIB Sumber: https://www.gimp.org/tutorials/Luminosit
y_Masks/ [15] What  is  definition  of  luminosity  in Photoshop_ _ Adobe Community . Diakses  :  6  Mei  2018,  04:57  WIB Sumber:
https://forums.adobe.com/thread/1491635 [16] Talk_Grayscale  -  Wikipedia .    Diakses  : 14  Mei  2018,  01:04  WIB  Sumber: https://en.wikipedia.org/wiki/Talk%3AGr ayscale
[17] Better Brightness And Contrast In
Photoshop .  Diakses : 8 Mei 2018, 22:56 WIB Sumber:https://www.photoshopessentials. com/photo-editing/brightness-contras